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进入猕猴脑连接的新窗口

通过新的组合成像技术,研究人员现在可以看到活脑的两面如何相互映射。被称为“opto-OISI”的方法利用快速开发的高分辨率光学技术来帮助理解大脑中数万亿个连接。该研究于4月23日在开放获取的期刊“科学报告”上发表,让我们可以看到生活中的猴子大脑是如何通过以前只能使用侵入性方法或验尸样本进行连接的方式进行连接的。

将大脑区域连接在一起是破解导致复杂脑功能的信号链的关键。例如,在视觉的情况下,我们知道我们在左侧看到的是由大脑的右半球处理,而我们在右侧看到的是由左半球处理的。只有当这两半可以相互“交谈”时,我们才能获得对世界的完整视觉感知。“将视觉等复杂的认知功能打包到单个神经元及其连接或电路的活动中,需要高分辨率的方法,这就是我们将光学内在信号成像(OISI)的功能与光遗传学提供的遗传靶向相结合的原因。 ,“RIKEN脑科学中心的主要作者Yu Nakamichi说。

研究人员研究了猕猴视觉皮层,它位于大脑后部,左右半球分开。他们首先利用光束光学激发右半球的“源”区域,然后用OISI观察左半球的“目标”区域。“这种组合方法的好处是通过光遗传学对光敏感的神经元进行精确定位,而无需对它们可能连接的位置进行任何猜测,”Nakamichi说,“我们从解剖学和电生理学上知道左右半球通过胼call体连接,但现在我们可以看到双方彼此之间的精确程度。“

结果在实验和许多猴子之间是可重复的,揭示了半球之间的连接具有点对点精度。由于这些结果也通过更传统但也更具侵入性的电生理学方法得到验证,因此opto-OISI似乎是一种可靠,高分辨率的生物大脑成像替代方案。“即使在易于理解的视觉皮层中,我们实际上发现了半球之间的连接,这是我们以前用其他方法看不到的,”Nakamichi说。现在opto-OISI技术已经在视觉皮层中得到验证,真正的好处在于揭示其他大脑区域内的连接,这些区域结构不太清晰,并且负责更多认知类型的处理,例如面部识别。

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